如何以最低的生產(chǎn)成本、最小的環(huán)境代價(jià)高效開發(fā)鐵礦資源是冶金礦山行業(yè)發(fā)展面臨的重要課題，特別是在當(dāng)前鐵礦石市場低迷的嚴(yán)峻形勢下。近年來，鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司堅(jiān)持“礦冶一體、五品聯(lián)動(dòng)”的思路，通過管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新解決了我國貧鐵礦資源利用效率低的難題，實(shí)現(xiàn)了礦區(qū)綠色發(fā)展，走出了一條資源開發(fā)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展新道路：貧鐵礦加工提純難、開發(fā)效率低、環(huán)境影響大等關(guān)鍵問題得到解決，鐵精礦品位提升到67.5%以上，生產(chǎn)成本國內(nèi)同行最低，經(jīng)濟(jì)效益顯著增長。
管理創(chuàng)新 實(shí)現(xiàn)貧鐵礦規(guī)模高效開發(fā)
鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司于2014年10月由原鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司、攀鋼集團(tuán)礦業(yè)公司和澳大利亞卡拉拉礦業(yè)公司整合成立的超大型鐵礦石礦業(yè)集團(tuán)。下轄兩個(gè)子公司，共有 11座鐵礦山、10個(gè)選礦廠、1個(gè)燒結(jié)廠、2個(gè)球團(tuán)廠和5座輔料礦山。2014年礦業(yè)集團(tuán)內(nèi)資產(chǎn)總額351.73億元，銷售收入201.29億元，實(shí)現(xiàn)利潤15.9億元。
鞍礦公司的鐵礦資源特點(diǎn)是“貧、細(xì)、雜、散”，在國內(nèi)具有代表性。
在鞍礦公司看來，貧鐵礦開發(fā)工程(礦冶工程)包括勘查、采礦、配礦、選礦、冶煉五大工程，是一個(gè)開放的大系統(tǒng)。傳統(tǒng)的貧鐵礦大規(guī)模開發(fā)在管理上存在一些問題，一是生產(chǎn)布局松散冗雜。長期以來礦業(yè)開發(fā)按礦山設(shè)置生產(chǎn)流程，橫向上各礦山并列布局，割山而治，造成礦山多、選廠多，資源難以共享;縱向上工藝分割，很小范圍內(nèi)配置多個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，效率低，成本高，經(jīng)濟(jì)效益差。
二是礦冶工程各自為政。各工程苛求上游工程提供高質(zhì)量產(chǎn)品，追求局部效益最大化。如：采礦工程只考慮自身的技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素，只采富礦，丟棄貧礦，資源浪費(fèi)。與此關(guān)聯(lián)的是，科技攻關(guān)形不成合力、生態(tài)環(huán)境被破壞。
對此，鞍礦公司以系統(tǒng)工程理論為指導(dǎo)，圍繞貧鐵礦資源高效利用問題，打破分割優(yōu)化思維定式，將礦冶工程5個(gè)環(huán)節(jié)集成為大系統(tǒng)，建立相對應(yīng)的邊界品位、采出品位、入選品位、精礦品位和入爐品位之間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，大力開展管理創(chuàng)新，創(chuàng)建了“五品聯(lián)動(dòng)”管理模式，實(shí)現(xiàn)了貧鐵礦資源規(guī)模高效開發(fā)。
首先，將單礦山獨(dú)立開發(fā)集成為大礦區(qū)聯(lián)合開發(fā)，差異化分選，分別處理 4類礦石?！耙园吧綎|部礦區(qū)為例，該礦區(qū)58平方公里，資源量172億噸 ，6個(gè)大型礦山，4種難選礦石縱橫交錯(cuò)于10個(gè)采礦部位，是難選礦石種類多、賦存條件極差的世界特大型貧鐵礦區(qū)。所轄6個(gè)礦山，條塊分割，單礦山開發(fā)效率低，規(guī)模小，資源不共享;還有，按傳統(tǒng)礦冶工程管理模式對應(yīng)6個(gè)礦山需各自建選廠，得建設(shè)6個(gè)選廠。”鞍礦公司安全環(huán)保部長王發(fā)東說。
實(shí)行大礦區(qū)聯(lián)合開發(fā)后，“我們將齊大山鐵礦等整體布局，合理規(guī)劃?？v橫交錯(cuò)的礦體實(shí)現(xiàn)了協(xié)同開采，種類多樣的資源實(shí)現(xiàn)了協(xié)同配置。”
“通過17條膠帶分類別運(yùn)輸?shù)V石，建設(shè)4個(gè)選礦廠處理4類礦石。少建9個(gè)選礦系統(tǒng),節(jié)省了工程投資。通過網(wǎng)絡(luò)化配礦、差異化分選,分別處理 4類礦石。集成后入選礦石種類單一，提高了選礦效率和規(guī)模;品位、效率得到提高;由混合選改為差異化分選,成本得以降低?！蓖醢l(fā)東介紹。
另一個(gè)重要舉措是，開發(fā)“五品聯(lián)動(dòng)”動(dòng)態(tài)優(yōu)化系統(tǒng)，優(yōu)化決策，降低成本，提升整體效益。
為實(shí)現(xiàn)貧鐵礦資源的規(guī)模高效利用，鞍礦公司以優(yōu)化5個(gè)品位為核心，開發(fā)“五品聯(lián)動(dòng)”動(dòng)態(tài)優(yōu)化系統(tǒng)，合理確定勘查、采礦、配礦、選礦、冶煉等工程參數(shù)，“增加低代價(jià)環(huán)節(jié)成本投入，減少高代價(jià)環(huán)節(jié)成本支出，合理分配加工成本，降低系統(tǒng)總成本。”王發(fā)東介紹。
“比如：在勘探環(huán)節(jié)增加投入以勘促采，根據(jù)地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)，按照4類礦石、10個(gè)采掘部位協(xié)同開采，進(jìn)而合理規(guī)劃了冶煉規(guī)模;在采礦環(huán)節(jié)，分采分爆，以爆代破。由于爆破成本遠(yuǎn)低于機(jī)械破碎成本，控制爆破塊度，分?jǐn)偱涞V成本;在配礦環(huán)節(jié)，高效預(yù)選，控制品類，通過破碎和預(yù)選降低塊度和貧化率，并按礦物種類和品位進(jìn)行配礦，穩(wěn)定了入選品位;在選礦環(huán)節(jié)，差異分選，以選代冶。由于選礦脫硅遠(yuǎn)低于冶煉脫硅，實(shí)施選礦脫硅后，冶煉成本大幅降低;在冶煉環(huán)節(jié)，配置爐料，提高效益，使無效資源變成有效資源，提高了資源利用效率。”公司礦山部有關(guān)負(fù)責(zé)人說?！耙园吧綎|部礦區(qū)為例，邊界品位由25%降到15%， 解放了62億噸無效資源，提高了資源利用率?！?
新的管理模式使各個(gè)環(huán)節(jié)的效率得到提升?！霸诳辈上到y(tǒng)，按勘探種類和品位采礦，貧化率降低7%，品位提高2%;在采配系統(tǒng)，通過分采分運(yùn)，入選品位穩(wěn)定在27%左右;在配選系統(tǒng)，通過預(yù)選降雜、網(wǎng)絡(luò)化配礦，降低選礦成本11%，提高精礦品位4個(gè)百分點(diǎn);在選冶系統(tǒng)，通過差異分選實(shí)現(xiàn)脫硅前移，冶煉成本降低9%?！卑暗V公司安全環(huán)保部有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹。
技術(shù)創(chuàng)新 攻克資源利用瓶頸
鞍礦公司安全環(huán)保部有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，我國鐵礦資源生產(chǎn)成本遠(yuǎn)高于進(jìn)口礦的原因除了 “貧、細(xì)、雜”，難磨難選等自身特點(diǎn)外，還與加工流程長、工藝環(huán)節(jié)多、工程復(fù)雜性高有關(guān)。鐵礦資源加工過程包括諸如勘探、爆破、運(yùn)輸、破碎、磨選、燒結(jié)等上百項(xiàng)專項(xiàng)工程。如此龐雜的工程，必須進(jìn)行全過程科學(xué)系統(tǒng)的管理?！靶枰獙?shí)施系統(tǒng)創(chuàng)新，最佳化集成技術(shù)。”
為解決技術(shù)瓶頸問題，鞍礦公司整合企業(yè)、高校、研究機(jī)構(gòu)等資源，發(fā)揮各自優(yōu)勢，開展協(xié)同攻關(guān)。如：針對貧磁鐵礦質(zhì)量低的難題，將原先的選鐵提鐵技術(shù)，轉(zhuǎn)型為選硅提鐵，并打破采、選、冶各工程局部利益干擾，由單一選礦工程拓展到整個(gè)礦冶系統(tǒng)工程。從提高入爐品位入手，逆推工序至采礦源頭，研發(fā)陽離子反浮選技術(shù)，將精礦品位由65%提至69%，綜合集成，形成貧磁鐵礦提鐵降硅技術(shù)系列，開創(chuàng)磁鐵精礦陽離子反浮選提鐵降硅先例。該成果獲2011年國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
再如：針對貧赤鐵礦四類難選礦石，他們確定“磁選保收率、反浮選提品位、重選降成本”技術(shù)路線，開發(fā)出“階段磨礦-粗細(xì)分選、重選-磁選-陰離子反浮選等四大選礦工藝流程，赤鐵礦精礦品位由62%提高到67.5%，提純度達(dá)到96.4%。
技術(shù)創(chuàng)新不僅提高了資源利用效率，也為解決礦山環(huán)境問題帶來堅(jiān)實(shí)支撐。其中兩項(xiàng)開發(fā)技術(shù)值得大書特書：
一是創(chuàng)建高效協(xié)同開采技術(shù)。針對我國鐵礦床多為傾斜礦體，無法多，場同時(shí)開采的問題，建立臨界散體柱支撐理論并研發(fā)臨界散體柱控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對巖移活動(dòng)有效控制，降低了地下開采對地表的擾動(dòng)和破壞;建立露天地下協(xié)同開采分區(qū)方法，確定協(xié)同開采最小安全距離，破解了露天地下同時(shí)開采相互干擾的難題，由單采場分期開采轉(zhuǎn)為多采場同時(shí)開采。該技術(shù)使產(chǎn)量規(guī)模提升1倍以上，資源利用率提高20%，減少排巖量35%，節(jié)約用地20%，獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
二是研發(fā)地下采選一體化技術(shù)。為根本解決環(huán)境破壞問題，把無害無廢化作為終極目標(biāo)，鞍礦公司提出“選礦廠建在地下”的理念，研發(fā)地下采選一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)采礦、選礦全部在地下完成，廢棄物全部在地下處理，實(shí)現(xiàn)真正意義的零排放、無污染。目前該技術(shù)及配套設(shè)備研究已經(jīng)完成，鞍礦公司正在建設(shè)世界首個(gè)采選一體化鐵礦山——張家灣鐵礦，將開創(chuàng)貧鐵礦無害無廢化開發(fā)的先例。
生態(tài)保護(hù) 最小化影響環(huán)境
大規(guī)模地資源開發(fā)，給生態(tài)環(huán)境帶來擾動(dòng)和影響。如何綠色開發(fā)、最小化擾動(dòng)、影響生態(tài)環(huán)境?
鞍礦公司作出自己的探索：
一是提高資源回收率，減少浪費(fèi)。過去，鞍礦公司露天采礦資源回采率不足85%，井下采礦資源回采率不足70%。近年來，通過采礦技術(shù)改造，將以往受開采技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件影響的未能開采的邊、難、殘、小礦體進(jìn)行回收利用，共盤活鐵礦資源14億噸。同時(shí)還在排巖場建設(shè)了資源節(jié)約型的巖石干選工藝，實(shí)現(xiàn)了在排巖過程中在線回收鐵礦石。每年回收資源600萬噸以上，相當(dāng)于一座特大型鐵礦山的產(chǎn)量，大大提升了礦石回收率。目前，鞍礦公司露天采礦資源回采率達(dá)到了97%以上，井下采礦資源回采率達(dá)到了88%以上，金屬回收率達(dá)到87%，均為國內(nèi)領(lǐng)先。
二是實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化，變廢為寶。近幾年，鞍鋼礦業(yè)在尾礦綜合利用方面，進(jìn)行了多方面的研究及技術(shù)儲備，取得專利9項(xiàng)，專有技術(shù)12項(xiàng)，被列入中央企業(yè)重大技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目。如，提高磁鐵礦尾礦再選精礦綜合利用率的方法;利用鞍山式貧赤鐵礦尾礦制造骨架磚技術(shù)。
三是加強(qiáng)生態(tài)恢復(fù)，改善周邊環(huán)境。近年來累計(jì)投資5億多元，對礦區(qū)周邊以及排巖場、尾礦庫進(jìn)行綜合治理，取得粉塵覆蓋劑、節(jié)水滴灌等多項(xiàng)復(fù)墾技術(shù)成果，完成綠化面積2228萬平方米，從源頭上消除了揚(yáng)塵污染和水土流失。昔日塵土飛揚(yáng)的排巖場、尾礦庫成為風(fēng)光秀麗的多功能生態(tài)園。
鞍礦綠色礦山建設(shè)的實(shí)踐促進(jìn)了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,公司先后榮獲全國礦產(chǎn)資源綜合利用先進(jìn)礦山、全國踐行生態(tài)文明優(yōu)秀企業(yè)稱號。成本競爭力明顯增強(qiáng)，鐵精礦的完全成本保持500元/噸，行業(yè)最低;礦山環(huán)境明顯改善，綠化復(fù)墾率達(dá)到43%，為同行業(yè)最好水平。
